Общая характеристика водных экосистем

По Ю. Одумом, водные экосистемы разделяют по особенностям водной среды на две большие группы: пресноводные и морские. Экосистемы каждой группы имеют свои особенности.

 

Пресноводные экосистемы. Такие экосистемы занимают сравнительно малую часть земной поверхности, но их значение для человека и окружающей среды чрезвычайно велико. Пресноводные экосистемы разделяют на три группы: проточные водоемы (реки, каналы, ручьи), стоячие водоемы (озера, пруды, водохранилища) и болота (климакс сообщества).

 

Реки являются основным источником пресной воды и они испытывают наибольшее антропогенного воздействия. Характерной особенностью трофических цепей рек является их краткость (1-4 звена) и небольшое количество продуцентов. В таких экосистемах растительный и животный миры зависят от количества питательных веществ, растворенного в воде кислорода и скорости течения. Для рек характерен значительный вынес веществ из экосистем и незначительная замкнутость круговорота веществ.

 

В реках выделяют перекаты - участки с быстрым течением, причем дно реки нет ила или обломочного материала, и плесы - глубоководные участки с медленным течением, как правило, с мягким субстратом (илом, песком).

 

На перекатах живут организмы, которые либо закрепляются на "субстрат, или являются хорошими пловцами. На перекатах практически отсутствуют редуценты, живущие преимущественно в иле или биопленке и поэтому такие участки чрезвычайно уязвимы к загрязнению, несмотря на вынос вещества. Это характерно для малых горных рек. На плесах возникают благоприятные условия для жизни рийних и плавающих животных, а также водных растений с развитой корневой системой. На больших плесах создаются благоприятные условия для развития планктона и для таких участков характерно заиливания дна.

 

Озера - это также важные пресноводные источники, но по сравнению с реками, для них характерно более разнообразнее жизнь. В

 

озерах представлены все виды живых организмов: продуценты - консументы - редуценты. Для озер круговорот веществ является практически замкнутым, но они также уязвимы к загрязнению.

 

В пресноводных озерах выделяют три основные части, которые могут быть рассмотрены как отдельные экосистемы:

 

- Прибрежная часть - литораль ",

 

- Глубоководная часть - профундаль;

 

- Основная толща воды - пелагиаль.

 

Растительный и животный мир озер определяется наличием в воде питательных веществ, а трофические цепи также относительно короткими. Для озер характерно, что основная часть организмов располагается в верхних освещенных слоях воды, а минеральные вещества находятся в придонных слоях. Верхние и нижние слои воды разделены так называемым термоклина, который препятствует вертикальному водообмена и вызывает дефицит минеральных веществ в при поверхностных слоях воды.

 

Литораль наиболее заселенной живыми организмами и прибрежные зоны озер являются основными трофическими областями. Организмы литорали представлены многими видами - от планктона до бентоса. На этих участках есть достаточное количество и света, и минеральных веществ. На этих участках широко представлены отдельными растительными группировками, насекомые и значительным количеством видов рыбы, в том числе и хищных видов. Пелагиаль заселена различными видами растений, животных и насекомых с характерными приспособительными механизмами, что позволяет им удерживаться у поверхности воды.

 

Болота лишь условно можно отнести к водных экосистем. Болотные экосистемы являются азонального и они формируются в зонах сильного переводження почвы. При этом, детритний трофическая цепь укорачивается и не завершается образование гумуса. Остатки растений (растительный опад) накапливается в полуразложившийся состоянии и образует торф.

 

Болотные экосистемы представлены, преимущественно, растениями и микроорганизмами, а животные организмы практически отсутствуют, за исключением птиц. При высокой влажности болотных почв, растения практически не получают с них влаги, что обусловлено низкой температурой торфяных массы и насыщенностью воды гуминовыми кислотами. Биомасса болот колеблется в пределах 90-1770 ц / га. В их рамках в виде торфа накапливаются значительные запасы углерода.

 

Морские экосистемы. Морские экосистемы классифицируют, за Ю.Одумом, в зависимости от условий водной среды. Экосистемы Мирового океана занимают значительную площадь поверхности Земли (~ 360 млн. км2 или 71%) и содержат значительные объемы воды (1,37 млрд. км3 или 94% гидросферы). Жизненные границы, которые бы препятствовали расселению организмов в Мировом океане отсутствуют.

 

В водах Мирового океана растворено в 48x10и5 тонн солей, что создает благоприятные условия для создания и жизни различных форм живых организмов. Это более 160000 видов животных организмов и ~ 10000 видов растений. Среди представителей животного мира доминируют моллюски - до 80000 видов, ракообразные - до 20000 видов, рыбы - до 16000 видов, проще - до 15000 видов, и тому подобное. Среди растений океана доминируют водоросли, в частности диатомовые - до 5000 видов, красные - до 2500 видов, сине-зеленые - до 2000 видов, и тому подобное. Абиотические факторы водной среды (световой режим, температура, соленость, плотность воды и т.д.) позволяют разделить водную толщу океана на несколько зон, которые отличаются условиями существования живых организмов. Это, прежде всего, верхняя освещена (евфотична) зона до глубины 200 м, и нижняя темная (афотична) зона на глубине более 200 м. Для всех зон характерны свои особенности, а представители морской флоры и фауны имеют собственные адаптационные механизмы к условиям среды. Всего биоразнообразия характерно для евфотичних зон, особенно в пределах теплых районов.

 

Расселение организмов в морских экосистемах имеет определенные закономерности. Так, шельф или литораль (глубиной до 200 м) занимает лишь 7-8% площади этих водоемов, однако здесь живут до 80% всех морских организмов. Материковый склон (глубина 200-2000 м) занимает 8,1%, абисаль - 82,2%, глубоководные желоба - 2,1%. В пределах этих участков плотность жизни значительно меньше, а организмы имеют собственные механизмы адаптации. Морским экосистемам присуща высокая производительность и они играют важную роль для стабилизации условий на Земле, в частности является регулятором климата, химического состава атмосферы и т.д..

 

Живые организмы, населяющие океан, делятся на три основные экологические группы: планктон, нектона и бентос. Планктон - это совокупность пассивно плавающих и переносных морскими течениями в слое воды

 

растений (фитопланктон), животных (зоопланктон) и бактерий (бактериопланктона), которые практически неспособны самостоятельно передвигаться на значительные расстояния. Эти группы организмов является первым звеном трофических цепей океана, в частности фитопланктон - основной первичный продукт органического вещества в морских водоемах, за счет которого существуют гетеротрофные организмы. Именно с фитопланктоном связаны такие явления, как "цветение вод" и "красные приливы".

 

Нектон - это группа активно плавающих морских организмов, могут передвигаться на значительные расстояния (различные рыбы, китообразные, тюлени, морские змеи и черепахи, кальмары, осьминоги и т.д.). Численность отдельных видов организмов является значительной и они имеют промышленное значение.

 

Бентос - это организмы, населяющие морское дно. При этом они могут быть прикрепленными, сидячими (кораллы, губки, водоросли и т.д.), Роя (кольчатые черви, моллюски и др.), ползающими (ракообразные, иглокожие и др.) или свободно плавающими у дна (брюхоногие моллюски, скаты и т.д.). Рассматривая афотичну зону Мирового океана можно выявить ряд закономерностей. Например, рассмотрим экосистему глубоководных рифтовых зон. Эта уникальная экосистема открыта лишь в 1977 году в рифтовой зоне подводного хребта Тихого океана, на северо-восток от Галапагосских островов, на глубине 2600 м. На этой глубине есть темнота, что делает невозможным фотосинтез, имеющееся сероводородный загрязнения и значительные выбросы ядовитых металлов через гидротермальные источники. Живые организмы представлены гигантскими трубчатыми червями (погонофор), крупными двохстулковимы моллюсками, креветками, крабами и некоторыми видами рыб. Высокая плотность жизни поражает - 10-15 кг/м2, а роль зеленых растений играют сернистые бактерии, в которых реализуется хемосинтез. Такие экосистемы были найдены и в других участках Мирового океана.

 

До 75% организмов глубоководных рифтовых зон живут в симбиозе с хемоавтотрофными бактериями, позволяет им выживать. Сернистые бактерии составляют первое звено пищевой цепи данной экосистемы, далее идут погонофоры, внутри которых живут бактерии, способные перерабатывать сульфит водорода и таких образом обеспечивать погонофор питательными веществами. Двохстулкови моллюски также живут в симбиозе с сиркобактерии, которые поселяются в моллюсках, изымают из воды диоксид углерода и кислород, необходимые для окисления сульфида водорода. При этом образуются питательные вещества. Живые организмы глубоководных зон имеют ряд морфологических отличий, в частности, у них атрофирован зрение, у рыб отсутствует воздушный пузырь, развито свечение органов и т.д.. В океане известно более 800 видов организмов, которые светятся. Это около 200 видов моллюсков, 300 видов рыб, 150 видов ракообразных и т.д..

 

Такое разнообразие экосистем Мирового океана обуславливает устойчивость этой гигантской экологической системы, роль которой переоценить трудно.